Для оценки структурных характеристик требуются специальные приборы. Обсуждаются вопросы выбора приборов для такой оценки.
Когда проектируется конкретная конструкция из бетона, обеспечиваются необходимые и требуемые коэффициенты безопасности, и теоретически конструкция будет безопасной. Однако существуют ситуации, когда теоретические соображения могут оказаться непригодными для обеспечения уверенности в безопасности конструкции.
Оценка работоспособности конструкции может потребоваться из-за сомнительных недостатков конструкции. Иногда проектирование конструкции, повреждение и износ конструкций, а также оценка работоспособности конструкции проводится для выявления необычных особенностей конструкции.
Работоспособность конструкции оценивается с помощью неразрушающих, частично разрушающих и разрушающих испытаний.
Существует ряд проблем, которые могут возникнуть при выборе приборов для испытания характеристик конструкций, и эти проблемы будут описаны в следующих разделах.
Проблемы при выборе приборов для оценки рабочих характеристик конструкций
- Общий диапазон и рабочий диапазон выбранного прибора
- Точность выбранного прибора
- Точность выбранного прибора
Общий диапазон и рабочий диапазон выбранного прибора
Общий диапазон оборудования, которое используется для тестирования характеристик конструкции, – это наибольшее и наименьшее значения, которые может считать прибор. Рабочий диапазон оборудования – это наибольшее и наименьшее значение отклика конструкции, полученное во время испытания.
Общий диапазон прибора, используемого для испытания характеристик конструкции, не должен быть превышен, чтобы избежать ошибок при сборе данных, например, некоторые приборы дают неправильные измерения, когда измеряемое значение близко к максимальному диапазону прибора.
Измерения, которые меньше минимального диапазона прибора, должны быть предотвращены, так как это приводит к получению неточного результата.
Поэтому при выборе оборудования для тестирования характеристик конструкции необходимо учитывать этот вопрос.
Точность выбранного прибора
Следует отметить, что точность – это абсолютное значение или число, которое не изменяется. Поэтому возможно, что результаты, предоставляемые оборудованием, точны, но могут быть неточными.
Если оборудование обеспечивает одинаковую погрешность в каждом результате, то оно считается точным.
Точность выбранного прибора
Разница между показаниями прибора, который используется для проверки характеристик конструкции, и истинным значением, которое измеряется, является точностью прибора. Точность прибора – это сумма количества ошибок и эффектов оборудования.
Общая реакция оборудования состоит из пяти различных частей, которые включают инструментальную ошибку, реакцию из-за нагрузки, реакцию, вызванную ненагрузочными воздействиями на конструкцию, например, колебания температуры могут повлиять на прогиб и деформацию, ошибки, вызванные внешними воздействиями на прибор, ошибки из-за эффектов монтажа прибора. Возможно, что в определенном приборе не присутствуют все компоненты.
Влияние каждого из перечисленных компонентов реакции прибора может быть разным, а один может создавать больший эффект, поэтому необходимо учитывать их все, иначе могут возникнуть серьезные ошибки.
Не только все приборы имеют специфические погрешности, связанные с их измерениями, но и сама система сбора данных может приводить к дополнительным погрешностям.
Поэтому, чтобы точно определить источник погрешности, вызванной оборудованием и системой сбора данных, очень важно учитывать разрешение, чувствительность, линейность, повторяемость, гистерезис и люфт.
Чувствительность оборудования
Это отношение выходного сигнала прибора к его входному и задается наиболее подходящей прямой линией. Чувствительность влияет на систему сбора данных, а не на точность прибора. На рисунке 1 показана чувствительность прибора, которая определяется подходящей прямой линией, проведенной через разрозненные точки данных.
Определение чувствительности для оборудования
Линейность прибора
Прибор является линейным, если его выход имеет линейную зависимость от отклика. А ошибка линейности, как показано на рисунке 2, – это мера того, насколько выходной сигнал удален от наилучшей прямой линии.
Линейность и ошибка линейности в приборах
Разрешение
Это один из компонентов точности прибора и наименьшее значение отклика, которое может быть измерено.
Например, разрешение цифрового манометра – это наименьшее значение, которое показывает манометр, а одна отметка – наименьшее значение в механическом манометре, и в этом случае разрешение сильно зависит от человека, который считывает отклик или измерение.
Повторяемость прибора
Это способность прибора обеспечивать одинаковый выходной сигнал для одного и того же отклика в течение нескольких испытаний, когда отклик постоянно снижается или повышается.
Гистерезис
Это изменение показаний в конкретной точке в зависимости от того, снижалась или повышалась реакция в момент получения показаний. Рисунок 3 объясняет гистерезис.
Гистерезис
Люфт
Это мера изменения отклика, необходимого для получения изменения при изменении показаний устройства. Например, в случае загрузки и разгрузки, как показано на рисунке 4.
Люфт
Как уменьшить или устранить проблемы с точностью прибора?
Проблемы чувствительности и разрешения, их можно предотвратить, выбрав подходящий прибор в зависимости от разумной и здравой оценки значений или величин, которые будут измеряться. Поэтому необходимо заранее разработать план проведения испытаний.
Таким образом, погрешности повторяемости, гистерезиса и люфта составляют общую погрешность прибора.
Повторяемость может быть вычислена путем подачи входных сигналов на прибор через диапазон, а наибольшая ошибка, обусловленная повторяемостью, – это расстояние между двумя точками двух разных трасс при условии, что обе они должны соответствовать одному и тому же входу.
Ошибка, вызванная линейностью, может быть определена путем построения графика зависимости входного сигнала от выходного. Оценка погрешности может быть улучшена путем построения графиков в обоих направлениях. Например, график загрузки и разгрузки, и для каждой части графика следует взять не менее трех точек. В конечном счете, ошибка будет представлять собой наибольшее расстояние от любой точки до наилучшей прямой линии, как видно из рисунка 2.
Погрешность из-за гистерезиса и люфта можно определить, построив один график для гистерезиса и люфта, и, как и в случае с линейностью, для графика следует взять не менее трех точек. Погрешность будет представлять собой расстояние между точкой входа и соответствующей точкой выхода.
Погрешности, связанные с монтажом устройства, включают в себя произвольную вибрацию окружающей среды, ползучесть клеящих материалов, таких как клей или эпоксидная смола, которые используются для удержания кронштейна в его положении, механическое проскальзывание крепления.
Эти ошибки можно предотвратить, приняв необходимые меры, например, правильно установить прибор, выбрать подходящее монтажное устройство и защитить прибор от воздействия ветра и вибраций.
Шум и дрейф являются примерами внешних воздействий на устройство, которые могут привести к ошибке. В первом случае происходит произвольное увеличение и уменьшение входного сигнала оборудования, а во втором – ситуация, когда показания прибора не одинаковы и меняются, несмотря на то, что реакция не изменилась, и причиной такого рода ошибки может быть температура.
- Источники ошибок в тахеометрах при геодезических съемках.
- Электронный прибор для измерения расстояния – типы, функции и работа.
- Оценка прочности бетонных конструкций с помощью испытания физической нагрузкой.
- Ошибки при цепной съемке – виды и причины.
- Современные геодезические приборы и их применение.
- Как обслуживать геодезическое оборудование, используемое в строительстве? [PDF].
- Что такое альтернативные методы разрешения споров в строительных проектах?.